DE9110093U1 - Saug- oder Blaswalze zum Besaugen bzw. zum Beblasen einer laufenden Bahn, insbesondere für die Papierindustrie - Google Patents

Description

Anwaltsakte: P 4825
J. M. Voith GmbH
D-7920 Heidenheim

Kennwort: "Kastenprofil"

Saug- oder Blaswalze zum Besaugen bzw. zum Beblasen einer laufenden Bahn, insbesondere für die Papierindustrie

Die Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaswalze gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Walzen sind aus der Literatur als "Kastensaugwalzen" oder "Zellensaugwalzen" bzw. Blaswalzen bekannt. Bei den Walzenkonstruktionen ist ein gelochter Walzenmantel gemeinsam.

(1) GB 959 560

(2) DE 1 461 182

Beiden Walzenbauarten gemeinsam sind auch hohe Herstellkosten. Es gibt auch eine Blaswalzenkonstruktion, bei der Hochkantstege auf einem Walzenkörper befestigt sind, die in ihren Zwischenräumen "Zellen" bilden, die stirnseitig besaugt bzw. beblasen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1 durch besondere Ausgestaltung zu verbessern und zu verbilligen, und sie insbesondere auch für den Bereich der Naßpartie eine Papiermaschine anwendbar zu machen, wo sie korrosionsfest sein muß.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demnach besteht eine erfindungsgemäß Walze im wesentlichen aus einem rohrförmigen Walzenkörper aus normalem Baustahl, sowie aus im wesentlichen axialen Kastenprofilen, z.B. Vierkantrohre aus Blech. Die Kastenprofile werden in einer Anzahl von ca. 30 bis 200 Stück auf den Umfang des Walzenkörpers aufgebracht, und zwar im allgemeinen aufgeschweißt:

Bei entsprechender Gestaltung und Fertigung läßt sich der aus Baustahl bestehende Walzenkörper an seinem Umfang hermetisch gegen aggresive Flüssigkeiten, wie die Abwässer einer Naßpartie, abdichten. Demgemäß brauchen lediglich die Kastenprofile aus rostfreiem Material zu bestehen.

Die Kastenprofile sind im Handel erhältich, oder aus Blechstreifen formbar. Sie können eine im Querschnitt rechteckige oder guadratische Form haben. Abwandlungen sind ebenfalls möglich. Auch läßt sich eine Querschnittsform, die von Haus aus rechteckig ist, geringfügig aufbiegen, so daß die beiden zunächst zueinander parallelen Schenkel des Kastenprofiles einen geringen Winkel miteinander bilden, damit die Schenkel in aufgebrachtem, d.h. fertig eingebautem Zustand jeweils in Radialebenen liegen.

Es gibt zahlreiche interessante Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung.

Ein solcher Gedanke sieht vor, daß die Verschweißung zwischen Walzenrohr und Kastenprofil durch Punktschweißung erfolgt, wobei der Schweißpunkt am Boden des Kastenprofils ungefähr gegenüber einer Luftdurchlaßoffnung sitzt, durch die die Schweißelektrode eingeführt wird (Loch oder Schlitz).

Nach einem dritten Gedanken sind die Kastenprofile an der Walzenperipherie durchgehend über die Walzenlänge geschlitzt. Dies hat unter anderem den Vorteil, daß Wärmespannungen in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Profilen und auch auf die Schweißverbindung zwischen Walzenkörper und Kastenprofilen minimiert werden.

Außerdem läßt sich die Dicke der Kastenprofile durch diese Maßnahme in Umfangsrichtung leicht verändern, so daß kleine eventuelle Teilungsfehler ausgeglichen werden können.

Z.B. kann man die Profile zunächst mit einem kleinen Spalt zueinander montieren und diesen Spalt vor dem Verschweißen benachbarter Profile mit Hilfe von in die Schlitze der Kastenprofile eingetriebenen Keilen schließen.

Die radial verlaufenden Stege der Kastenprofile erhalten durch die Verschweißung an der Walzenperipherie zwar schon eine erhöhte Steifigkeit, diese wird jedoch noch weiter vergrößert durch eine trapezförmige Form der Kastenprofile in der Weise, daß die Basis des Trapezes, die mit dem Walzenkörper verschweißt wird, um ein geringes Maß kürzer gewählt wird als für die Parallelität benachbarter Radialstege notwendig wäre. Dadurch entsteht eine "Dreiecksversteifung¹¹ zwischen benachbarten Profilen und dem Walzenrohr.

Weiterhin kann man die Kastenprofile an ihrer Basis mit einer zum Walzenradius mindestens annähernd konformen Krümmung ausführen .

Die Schweißpunkte könnten in der Mitte der Basis der Kastenprofile liegen. Zur Steigerung der Steifigkeit können die Schweißpunkte aber auch in zwei Reihen nahe den Radialstegen angeordnet sein. Dabei muß die Öffnung für die Elektrode dem

Schweißpunkt nicht unbedingt gegenüberliegen; es kann z.B. eine durch einen Mittelschlitz eingeführte gekröpfte Elektrode benutzt werden.

Zickzackschlitz oder Löcher gegenüber den Schweißpunkten in den Kastenprofilen sind die Alternativen.

Weil sich eine Druckänderung ungefähr mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt bei kleiner volumetrischer Förderung, was im niedrigen Druckbereich, für den diese Walzen vorgesehen sind, in erster Näherung gilt, ist es weiterhin vorteilhaft, die Kastenprofile von der besaugten Stirnseite weg in einen Winkel o£ zu neigen. (An der Stirnseite besaugbarer Abschnitt läuft nach).

Dabei ist sinOCv/c, wobei &ngr; die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und c die Schallgeschwindigkeit ist.

Beispiel: &ngr; = 25 m/sec ; c = 330 m/sec

gibt sinOC= 25/330 = 0,075 > OC = 4,3°

Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten Beginn und Ende der Differenzdruckwirkung über die Maschinenbreite ungefähr auf derselben achsparallelen Mantellinie stattfinden.

Es kann außerdem vorgesehen werden, die Kanäle bei breiten Maschinen von beiden Seiten zu besaugen.

Die Walzenenden ragen ja über die Papierbreite hinaus. Dort sind die Kastenprofile radial nach außen dicht verschlossen.

Die Kastenprofile können an den Walzenenden in Endkräne münden, in denen sie radial von innen gekröpft sind z.B. um jeweils 90°, wobei die Besaugung durch einen stationären Saugkasten radial innerhalb der Endkränze erfolgt.

Es kann auch eine Z-förmige Doppelkröpfung der Absaugkanäle vorgesehen werden, mit axialer Absaugung durch Öffnungen, die sich auf einem kleineren Radius befinden als die Kastenprofile. Dadurch wird eine genügend breite radiale Dichtfläche zwischen Walzenumfang und Absaugöffnungen geschaffen.

Für Einsatzfälle, bei denen hauptsächlich die Bahnränder angesaugt (oder abgeblasen) werden sollen, genügt es bei breiten Maschinen meist, die Dichte (= % offene Fläche) der peripheren Luftdurchtrittsöffnungen am Umfang gleich groß zu machen und die Kastenprofile von beiden Enden zu besaugen; nur in besonderen Fällen wird die Dichte (= % offene Fläche) der Durchtrittsöffnungen zu den Walzenenden erhöht.

Soll jedoch die Saug- oder Blaswirkung über die Breite etwa gleich groß sein, dann wird die Dichte (= % offene Fläche) der Luftdurchtrittsöffnungen von den Rändern zur Mitte hin vergrößert, z.B. die Spaltweise eines durchgehenden Schlitzes erweitert.

Soll die Besaugung bzw. Beblasung möglichst gleichmäßig auf die Fläche des Umschlingungsbereiches bzw. besaugten Bereiches verteilt werden, können zusätzlich (seichte) Umfangsnuten in die Peripherie der Walze eingedreht werden.

Wenn nur eine Beeinflussung der Randbereiche der Bahn vorgesehen ist, können die Kastenprofile nur an beiden Enden der Walze angebracht werden. Der Zwischenraum kann z.B. mit faserverstärktem Kunststoff gefüllt werden.

Die Erfindung ist anhand der Figuren 1-5 näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Segment aus einem Querschnitt einer erfindungsgemäßen Walze.

Figur 2 zeigt ebenfalls ein Segment in einer modifizierten Anordnung.

10 093.

Figur 3 zeigt eine Walze in Seiten-Ansicht.

Figur 4 ist ein Detail einer Ausbildungsform der stirnseitigen Luftzu- bzw. abführung.

Figur 5 ist eine Alternative zu 4, wobei die wirksame Breite auf die Walzenenden begrenzt ist.

In Figur 1 sieht man einen rohrförmigen Walzenmantel 2, auf den aneinanderschließende Kastenprofile 3 über den Umfang in vorwiegend axialer Erstreckung aufgeschweißt sind und zwar mittels der Schweißpunkte 4. An der Peripherie 5 der Walze sind Luftdurchtrittslöcher 6 vorhanden. Die Profile 3 sind untereinander durch Nähte 7 verschweißt.

In Figur 2 sind Kastenprofile 8 wiederum durch mittige Schweißpunkte 9 oder außermittige Schweißpunkte 10 mit dem Walzenkörper 2 verschweißt. Die gezeigten Schweißpunkte sind nur eine von verschiedenen möglichen Verbindungsarten. Mindestens über einen Teil ihrer Länge haben die Profile an der Walzenperipherie Schlitze 11.

Die Form der Kastenprofile 8 ist so gewählt, daß zwischen benachbarten Profilen 8 ein Dreieckraum 12 entsteht. Benachbarte Profile 8 sind durch Längsnähte 13 verschweißt.

In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Walze in der Ansicht zu sehen. Sie weist einen von den Kastenprofilen 14 verdeckten Walzenköprer 2 mit Endzapfen 15 auf, die in Lagern 16 laufen.

Über festehende Anschlußköpfe 17 (Druck- oder Saugstutzen) ist das Innere der Kastenprofile mit einer an den Ventilator angeschlossenen Leitung 18 verbunden. Die Walze rotiert

mit der dem Betrachter zugewandten Seite von unten nach oben. In dieser Richtung sind die Kastenprofile gegenüber einer Mantellinie um den Winkel <£ zur Mitte hin geneigt.

Die Länge der Walze beträgt L₀.

Die luftdurchlässige Länge beträgt Li.

Wenn nur die Enden der über die Walze 1 laufende Bespannung und Papierbahn beeinflußt werden soll, kann die besaugte Breite zur Mitte hin mit L2 begrenzt werden.

Bild 4 zeigt den Endbereich einer Walze 21 mit Walzenkörper 22 und auf diesen mit Schweißpunkten 23 aufgeschweißten Kastenprofilen 24 mit Luftdurchtrittsschlitz 25 und Abschlußplatten 26.

Ein Lagerzapfen 27 ist mit dem Walzenrohr 22 verschweißt. Er ist in einer Lagerschale 28 oder alternativ in einem Wälzlager drehbar gelagert. Die Lagerung 28 (oder Wälzlager) sitzt in einem am Maschinengestell befestigten Lagerbock 29 und an diesem ist ebenfalls ein Absaugkopf (Luftzuführkopf) 30 befestigt, der durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 31, der in seiner Länge dem zu besaugenden (beblasenden) Umfangssektor der Walze 21 angepaßt ist, die Kastenprofile besaugt (mit Druckluft versorgt). Der Luftdurchtritt erfolgt durch Löcher 32 im Walzenkörper.

Die über die Walze 21 laufende Bespannung 33 hat die Breite B, die Papierbahn die Breite P. Die Schlitzbreite L^ der Schlitze 25 liegt dazwischen.

In Figur 5 ist eine Variante zur Figur 4 gezeigt, bei der auf einen Walzenkörper 42 mit Zapfen 43 Kastenprofile 44 mit Schweißpunkten 45 befestigt sind. An der Peripherie befinden sich Luftdurchtrittsschlitze 46. Durch einen Absaugring 47,

der stirnseitig mit Schrauben 48 am Zapfenflansch 49 befestigt ist, wird durch eine Vielzahl von Bohrungen 50 die leitende Verbindung zwischen Kastenprofilen 44 und Absaugkopf 51 hergestellt.

Die Kastenprofile 44 sind nur für Randbesaugung vorgesehen, der Mittelteil der Walze ist durch einen Ring aus anderem Material 52, z.B. GFK, auf dem Walzenkörper 42 gebildet.

An jedem Walzenende wird nur eine Breite von

L₁ - L₂

besaugt.

Heidenheim, 16.07.91 1372T/57-64 DrW/Del

Claims (5)

Anwaltsakte: P 4825 J. M. Voith GmbH D-7920 Heidenheim Kennwort: "Kastenprofil" Ansprüche

1. Saug- oder Blaswalze zum Besaugen bzw. zum Beblasen einer laufenden Bahn, insbesondere mit Filzbahn innerhalb einer Papiermaschine, mit einem gasförmigen Medium, insbesondere mit heißer Luft, mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel, dessen Umfangsbereich aus einem Kranz von Kanälen gebildet ist, die sich im wesentlichen parallel zur Walzenachse erstrecken und die nach außen hin Durchbrechungen, z.B. Bohrungen aufweisen, mit einem die Kanäle tragenden Walzenkörper, ferner mit wenigstens einem an einem Ende der Walze angeordneten, feststehenden Anschlußkopf zum Zuführen bzw. Abführen des Mediums,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle aus vorgefertigten Kastenprofilen gebildet sind, und daß die Profile mit dem Walzenkörper verbunden sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei einander benachbarte Kanäle durch Schweißen miteinander verbunden sind.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durch Schweißen mit dem Walzenkörper verbunden sind.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zu einem Kranz vorgefertigt und anschließend mit dem Walzenkörper verbunden sind.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz von Kanälen auf den Walzenkörper aufgeschrumpft ist.

Heidenheim, 16.07.91 1372T/65-66 DrW/Del